DE102008039435A1

DE102008039435A1 - Welding tongs used in resistance spot welding comprise arms each holding an electrode for welding a workpiece positioned between the electrodes moving on a circular path and on a linear path against each other

Info

Publication number: DE102008039435A1
Application number: DE102008039435A
Authority: DE
Inventors: Heiko Dr.-Ing. Rudolf; Sven Dr.-Ing. Jüttner; Pavel Dr.-Ing. Sovetchenko
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2008-08-25
Filing date: 2008-08-25
Publication date: 2010-03-04

Abstract

Welding tongs (1) comprise arms (2, 3) each holding an electrode (4) for welding a workpiece (5) positioned between the electrodes moving on a circular path and on a linear path against each other. An independent claim is also included for a welding method using the above welding tongs.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schweißzange, insbesondere zum Widerstandspunktschweißen, mit zwei Zangenarmen, die jeweils eine Elektrode aufnehmen, wobei die Elektroden zum Verschweißen eines zwischen den Elektroden positionierbaren Werkstücks gegeneinander beweglich sind.The The invention relates to a welding gun, in particular for Resistance spot welding, with two gun arms, each receive an electrode, wherein the electrodes for welding a positionable between the electrodes workpiece are movable against each other.

Weiterhin betrifft die Erfindung ein Schweißverfahren, insbesondere Widerstandspunktschweißverfahren, bei dem ein Schweißpunkt an einem Werkstück zwischen zwei Elektroden erzeugt wird, wobei die Elektroden mittels Zangenarmen einer Schweißzange gegeneinander bewegt werden.Farther the invention relates to a welding process, in particular Resistance point welding method in which a welding point is produced on a workpiece between two electrodes, wherein the electrodes by means of gun arms of a welding gun against each other to be moved.

Widerstandspunktschweißen wird zur Verbindung von Metallen, insbesondere Stahlblechen, in der Automobilindustrie, im Karosserie- und Fahrzeugbau und allgemein in der Blech verarbeitenden Fertigung angewendet. Die entscheidenden Parameter des Widerstandspunktschweißens sind die Schweißdauer, der Schweißstrom und die Druckkraft, welche die Elektroden auf die Fügestelle aufbringen. Der große Vorteil dieser Schweißtechnik besteht in der Möglichkeit, innerhalb kürzester Zeit eine hohe Energie in Form von elektrischem Strom auf eine kleine Fläche eines Werkstückes zu konzentrieren, wobei unter Zuführung einer hohen Druckkraft eine unlösbare Verbindung entsteht.Resistance spot welding is used for joining metals, in particular steel sheets, in the Automotive industry, in body and vehicle construction and in general used in sheet metal manufacturing. The decisive ones Parameters of the resistance spot welding are the welding duration, the welding current and the compressive force which the electrodes apply to the joint. the big advantage this welding technique consists in the possibility within a short time a high energy in the form of electric current to a small area of a workpiece concentrate, with the supply of a high pressure force a intractable connection arises.

Die Druckkraft wird üblicherweise mittels hydraulischer, pneumatischer und/oder elektrischer Systeme erzeugt. Zur Kraftaufbringung und zur Krafteinhaltung des gewünschten Kraftwertes vor, während und nach dem Schweißen sind aufwändige und teure Steuerungen notwendig. Dennoch ist es nicht immer möglich, eine gewünschte Elektrodenkraft zu erzeugen. So können zum Beispiel bei pneumatisch angetriebenen Schweißzangen durch Druckschwankungen im Druckluftnetz keine konstanten Druckkräfte in den Elektroden realisiert werden. Die Einhaltung der gewünschten Druckkraft ist ein entscheidendes Qualitätsmerkmal.The Compressive force is usually by means of hydraulic, pneumatic and / or electrical systems. For force application and for maintaining force of the desired force value before, during and after welding are elaborate and expensive Controls necessary. Nevertheless, it is not always possible to generate a desired electrode force. So can For example, with pneumatically driven welding guns No pressure forces in the compressed air network due to pressure fluctuations be realized in the electrodes. Compliance with the desired Pressure is a decisive quality feature.

Die Schweißzangen zum Widerstandspunktschweißen werden in der Automobilindustrie als Werkzeuge an Industrierobotern eingesetzt, als handbediente Schweißzangen manuell bedient oder als Standautomaten verwendet. Beim Widerstandspunktschweißen unterscheidet man zwei grundsätzlich verschiedene Typen von Schweißzangen, die X-Zange und die C-Zange.The Welding tongs for resistance spot welding used in the automotive industry as tools on industrial robots, manually operated as hand-operated welding tongs or as Standstill machines used. In resistance spot welding one differentiates between two fundamentally different types of welding guns, the X-gun and the C-gun.

Die X-Zange ist gekennzeichnet durch das scherenartige Grundprinzip, wobei die Elektroden senkrecht zum Zangenarm angeordnet sind. Die Elektroden werden beim Öffnen und Schließen der Schweißzange von den Zangenarmen auf einer Kreisbahn rotatorisch um das Gelenk der Zangenarme bewegt. Eine solche Schweißzange ist aus der Druckschrift DE 196 51 329 B4 bekannt. X-Zangen können Fügestellen in schwer zugänglichen Bereichen von Werkstücken, zum Beispiel an Hinterschneidungen, Engstellen und/oder in Fugen, erreichen. Nachteilig ist bei einer X-Zange das undefinierte Verhalten der Druckkraft in den Elektroden mit zunehmender Länge des Zangenarms. Beim Schließen der X-Zange führt die ausgeübte Druckkraft zum Durchbiegen der Zangenarme und damit zu einer Verschiebung der Schweißposition. Um diese Verschiebung zu verhindern und die gewünschte Druckkraft der Elektroden im Werkstück zu erreichen, muss entweder mittels einer Regelung die Position der Schweißzange korrigiert oder die Steifigkeit der Zangenarme erhöht werden, damit die Zangenarme die auftretenden Biegemomente aufnehmen können. Letzteres führt aber zu enormen Querschnitts- und Massenzunahmen der Zangenarme. Auch wirken sich die Abroll- und Gleitbewegungen der Elektroden negativ auf das Schweißergebnis aus.The X-forceps are characterized by the scissors-like basic principle, with the electrodes being arranged perpendicular to the forceps arm. The electrodes are rotationally moved by the gun arms on a circular path when opening and closing the welding gun around the joint of the gun arms. Such a welding gun is from the document DE 196 51 329 B4 known. X-tongs can reach joints in hard-to-reach areas of workpieces, such as undercuts, bottlenecks and / or joints. A disadvantage of an X-forceps, the undefined behavior of the pressure force in the electrodes with increasing length of the gun arm. When closing the X-forceps, the applied pressure force leads to bending of the gun arms and thus to a shift in the welding position. In order to prevent this shift and to achieve the desired pressure force of the electrodes in the workpiece, either the position of the welding gun has to be corrected or the rigidity of the gun arms has to be increased by means of a control so that the gun arms can absorb the bending moments that occur. The latter, however, leads to enormous cross-sectional and mass increases of the gun arms. The rolling and sliding movements of the electrodes also have a negative effect on the welding result.

Der Bedarf an Schweißzangen mit großer Ausladung ist durch die Forderung der Industrie nach Flexibilität in der Fertigung begründet. Mit zunehmender Zangenausladung und der damit verbundenen Verlängerung der Zangenarme erreicht man eine bessere Zugänglichkeit der Fügestellen. Eine große Ausladung bedeutet immer ein höheres Gewicht bei einer konstanten Aufbiegung. Die notwendige Steifigkeit wird üblicherweise durch den Einsatz massiver Träger gesichert. Mit höherer Masse steigt auch die Komplexität der Schweißzange und leistungsstärkere und teurere Roboter werden erforderlich. Die größere Masse der Schweißzange verringert die Bewegungsgeschwindigkeit und die Präzision des Roboters.Of the Need for welding guns with large reach is by the industry's demand for flexibility in justified the production. With increasing forceps discharge and achieved the associated extension of the gun arms one better accessibility of the joints. A large outreach always means a higher one Weight at a constant bend. The necessary rigidity is usually by the use of massive carriers secured. With higher mass also increases the complexity the welding gun and more powerful and more expensive Robots are required. The bigger mass The welding gun reduces the speed of movement and the precision of the robot.

Bei der C-Zange sind die Elektroden in einer Wirkachse angeordnet. Dadurch ist es möglich, eine höhere Druckkraft auch bei langen Zangenarmen zu erzeugen. Auch sind die ungewünschten Relativbewegungen der Elektroden geringer, wodurch die Schweißergebnisse im Vergleich zur X-Zange besser sind. Nachteilig bei der C-Zange ist die erheblich eingeschränkte Zugänglichkeit zu Fügestellen. Eine solche C-Zange ist aus der Druckschrift DE 196 51 329 C1 bekannt.In the case of the C-forceps, the electrodes are arranged in an axis of action. This makes it possible to produce a higher pressure force even with long gun arms. Also, the unwanted relative movements of the electrodes are lower, whereby the welding results are better compared to the X-forceps. A disadvantage of the C-clamp is the considerably limited accessibility to joints. Such a C-forceps is from the document DE 196 51 329 C1 known.

Allgemein erhöht die ungenaue Steuerung von Bewegung und Druckkraft die Zyklusdauer und vermindert die Qualität der Schweißpunkte. Dabei kommt es zu einem übermäßigen Elektrodenverschleiß, Schweißspritzern, dem Durchbrennen des Werkstücks, Anlöten der Elektroden an dem Werkstück, ungleichmäßiger Schweißqualität, einem Verzug des Werkstücks und/oder dem übermäßigem Eindrücken der Elektrode in das Werkstück.Generally Increases inaccurate control of movement and pressure the cycle time and reduces the quality of the welds. This leads to excessive electrode wear, Welding spatter, the burning of the workpiece, Soldering the electrodes to the workpiece, uneven Welding quality, a delay of the workpiece and / or excessive impressions the electrode into the workpiece.

Es sind weiterhin durch die DE 10 2005 017 172 B4 , DE 196 51 329 B4 und DE 20 2004 015 924 U1 Schweißzangen bekannt, deren Zangenarme durch unterschiedliche Leichtbautechniken besonders massearm sind.It continues to be through the DE 10 2005 017 172 B4 . DE 196 51 329 B4 and DE 20 2004 015 924 U1 Welding tongs known whose forceps arms are particularly low mass by different lightweight construction techniques.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Schweißzange der eingangs genannten Art derart auszuführen, dass die Zangenarme für eine gute Zugänglichkeit zu den Fügestellen eine geringe Masse, eine hohe Steifigkeit sowie eine große Ausladung aufweisen und dass von der Schweißzange das Aufbringen einer über die Kontaktfläche der Elektrode und die Dauer des Schweißvorgangs gleichmäßigen Druckkraft auf das Werkstück realisierbar ist.In front In this background, the invention is based on the object, a To perform welding tongs of the type mentioned above in such a way that the pliers arms for good accessibility To the joints a low mass, high rigidity and have a large radius and that of the welding gun the application of an over the contact surface of the Electrode and the duration of the welding process uniform Pressure force on the workpiece can be realized.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung weiterhin die Aufgabe zu Grunde, ein Schweißverfahren der eingangs genannten Art derart auszuführen, dass mittels einer Schweißzange auf das Werkstück eine über die Kontaktfläche der Elektrode und die Dauer des Schweißvorgangs gleichmäßige Druckkraft aufgebracht wird.In front In this background, the invention still has the task Basically, a welding method of the type mentioned be carried out such that by means of welding tongs on the workpiece over the contact surface the electrode and the duration of the welding process uniform compressive force is applied.

Die erstgenannte Aufgabe wird gelöst mit einer Schweißzange gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Die Unteransprüche betreffen besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.The the first task is solved with a welding tongs according to the features of claim 1. The Subclaims relate particularly expedient Further developments of the invention.

Erfindungsgemäß ist also eine Schweißzange mit zwei Zangenarmen, die jeweils eine Elektrode aufnehmen, vorgesehen, bei der die Elektroden zum Verschweißen eines zwischen den Elektroden positionierbaren Werkstücks auf einer Kreisbahn und einer Geraden gegeneinander beweglich sind. Hierdurch ist es möglich, dass die Elektroden an schwer zugänglichen Stellen eines Werkstücks geführt werden können und zwischen den Elektroden präzise eine große Druckkraft aufgebracht werden kann. Die Druckkraft kann dabei über die Kontaktfläche und die Schweißdauer gleichmäßig und schwankungsfrei gehalten werden, ohne dass die Elektroden verkanten und/oder verrutschen.According to the invention So a welding gun with two gun arms, each receive an electrode, provided in which the electrodes for welding a positionable between the electrodes workpiece on a circular path and a straight line are movable against each other. This makes it possible that the electrodes on heavy accessible places of a workpiece can be precise and precise between the electrodes a large pressure force can be applied. The pressure force can thereby about the contact surface and the welding time be held evenly and without fluctuation, without the electrodes tilting and / or slipping.

Dabei ist es günstig, dass die Zangenarme seriell rotatorisch und translatorisch gegeneinander beweglich sind. Hierdurch ist es möglich, die unterschiedlichen Bewegungen der Elektroden nacheinander und damit unabhängig voneinander kontrolliert durchzuführen. Es ist möglich die rotatorische und die translatorische Bewegung in beliebiger Reihenfolge und Häufigkeit nacheinander auszuführen. Dabei hat es sich als günstig erwiesen, dass die Schweißzange die Elektroden zunächst rotatorisch und anschließend translatorisch bewegt. Dabei wird die rotatorische Bewegung ausgeführt bis die Elektroden beiderseits der Schweißstelle an dem Werkstück anliegen oder gerade noch nicht anliegen. Die translatorische Bewegung dient dann im Wesentlichen dem Aufbau der für den Schweißvorgang benötigten Druckspannung.there It is favorable that the pliers arms serially rotatory and are translationally movable against each other. This is it possible, the different movements of the electrodes one after the other and thus independently of one another. It is possible the rotary and the translatory Movement in any order and frequency in succession perform. It has proven to be favorable that the welding gun the electrodes first rotatory and then translationally moved. there the rotational movement is carried out until the electrodes on either side of the weld on the workpiece abut or just not yet. The translational movement then essentially serves the structure of the welding process required compressive stress.

Vorteilhaft ist es, dass die Schweißzange zumindest ein Kraftelement aufweist. Das Kraftelement ermöglicht es, die notwendige Druckkraft sowohl einfach, gleichmäßig, exakt und sicher zu erzeugen, als auch die aufgebaute Druckkraft über einen gewünschten Zeitraum mit geringem technischem Aufwand konstant zu halten. Dabei erfolgt der Kraftaufbau durch eine geradlinige Bewegung der Elektroden aufeinander zu.Advantageous it is that the welding gun at least one force element having. The power element allows the necessary Pressure force both simple, even, exact and sure to generate, as well as the built-up pressure force over a desired period of time with little technical effort to keep constant. The power is built up by a straight line Movement of the electrodes towards each other.

Günstig ist es, dass das Kraftelement eine Kraftaufbauvorrichtung und/oder einen Energiespeicher aufweist, die gelenkig mit einem Zangenarm oder beiden Zangenarmen verbunden sind. Hierdurch ist es möglich, die Zangenarme, die Kraftaufbauvorrichtung und/oder den Energiespeicher relativ zueinander zu bewegen und so die Zangenarme rotatorisch und translatorisch zu bewegen. Günstig ist es, dass das Kraftelement ein Führungselement aufweist.Cheap it is that the force element is a force-building device and / or having an energy store articulated with a tong arm or two pliers arms are connected. This makes it possible the forceps arms, the force-building device and / or the energy storage to move relative to each other and so the gun arms rotatory and to translate. It is favorable that the Force element has a guide element.

Für eine rotatorische Bewegung der Zangenarme ist es günstig, dass die Schweißzange zumindest ein Gelenk zwischen den Zangenarmen aufweist, wobei das Kraftelement zwischen den Zangenarmen positioniert ist. Hierdurch können auf einfache Weise nach dem Arbeitsprinzip der Schere die Zangenarme rotatorisch bewegt werden. Darüber hinaus ist es günstig, dass der Energiespeicher zwischen dem Gelenk und einem Zangenarm oder innerhalb eines Zangenarms angeordnet ist. Hierdurch ist es möglich, diesen Zangenarm translatorisch zu dem anderen Zangenarm präzise zu bewegen und dabei eine hohe Druckkraft zu erzeugen.For a rotational movement of the pliers arms is favorable, that the welding gun at least one joint between the Pliers arms, wherein the force element between the gun arms is positioned. This can be done easily the working principle of the scissors, the pliers arms rotatory moves become. In addition, it is favorable that the Energy storage between the joint and a gun arm or within a Pliers arm is arranged. This makes it possible for this Pliers arm translational to the other pliers arm precisely to move while creating a high pressure force.

Bei einer besonders günstigen Ausführungsform der Schweißzange ist ein Zangenarm beim Öffnen und Schließen der Schweißzange relativ zu einer Schweißstelle unbeweglich. Hierdurch ist es einerseits möglich, die Schweißzange als feststehendes Werkzeug auszuführen, bei dem das Werkstück zu der Schweißzange geführt wird, und andererseits ist es möglich diesen relativ zu einer Schweißstelle unbeweglichen Zangenarm derart an das Werkstück zu führen, dass die eine Elektrode vor dem Schließen der Schweißzange an dem Werkstück anliegt. Dies ermöglicht es, dass die aus der Positionierungsbewegung resultierenden Schwingungen im Roboter abklingen können während die Schweißzange schließt. Das Werkstück und die Schweißzange zeigen beim Schweißvorgang dann weniger Relativbewegungen.at a particularly favorable embodiment of the Welding tongs are a forceps arm when opening and Closing the welding gun relative to a weld immobile. This makes it possible on the one hand, the welding gun to perform as a fixed tool, in which the workpiece is guided to the welding gun, and on the other hand is it possible this relative to a weld immovable pliers arm so lead to the workpiece, that one electrode before closing the welding gun rests against the workpiece. This makes it possible that the vibrations resulting from the positioning movement in the robot can decay while the welding gun closes. The workpiece and the welding gun show during Welding then less relative movements.

Günstig in der Herstellung und im Betrieb der Schweißzange ist es, dass der Energiespeicher ein Federelement, ein Elastomer und/oder ein Maschinenelement, insbesondere einen Pneumatik- und/oder Hydraulikzylinder, aufweist. Hierdurch ist es möglich, mit oder in Kombination von einfachen technischen Mitteln einen leichten, robusten, wartungsarmen und präzisen Energiespeicher herzustellen.It is favorable in the production and operation of the welding tongs that the energy store is a spring element, an elastomer and / or a machine element, in particular a pneumatic and / or hydraulic cylinder. This makes it possible, with or in combination of simple technical means to produce a light, robust, low-maintenance and precise energy storage.

Vorteilhaft ist es, dass die Schweißzange und/oder die Zangenarme aus einem Profil mit wellenförmiger Ausfachung gebildet sind. Hierdurch ist es möglich, eine Schweißzange aus hochfesten Stählen in besonders leichter Bauweise zu fertigen. Die Elemente der Schweißzange, wie die Zangenarme, bestehen aus einem Profil, insbesondere einem gelochten Hohlprofil, welches bei geringer Masse hohe Torsionsmomente aufnehmen kann, mit einem eingesetzten Stabwerk als Ausfachung. Das Stabwerk ist in den Umlenkpunkten stark abgerundet, sodass das gesamte Stabwerk eine wellenförmige Struktur aufweist. Ein solches Stabwerk ist einfach zu fertigen und mit geringem Aufwand in dem Profil integrierbar.Advantageous it is that the welding gun and / or the gun arms out a profile with wavy infill are formed. This makes it possible to use a welding gun high-strength steels in a particularly lightweight construction. The Elements of the welding gun, such as the pliers arms exist from a profile, in particular a perforated hollow profile, which With low mass can absorb high torsional moments, with an inserted Bar work as infill. The framework is strong in the deflection points rounded so that the entire framework is a wavy structure having. Such a framework is easy to manufacture and low Expenses can be integrated in the profile.

Eine solche Ausgestaltung der Elemente der Schweißzange mit hochfesten Biegeträgern ermöglicht die Ausnutzung des Leichtbaupotentials moderner hochfester Stähle.A Such embodiment of the elements of the welding gun with high-strength bending beams allows the utilization the lightweight potential of modern high-strength steels.

Die zweitgenannte Aufgabe wird gelöst mit einem Schweißverfahren gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 9. Die Unteransprüche betreffen besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.The the second object is achieved by a welding process according to the features of claim 9. The Subclaims relate particularly expedient Further developments of the invention.

Erfindungsgemäß ist also ein Schweißverfahren vorgesehen, bei dem eine Schweißnaht an einem Werkstück zwischen zwei Elektroden erzeugt wird, wobei die Elektroden mittels Zangenarmen einer Schweißzange auf einer Kreisbahn und einer Geraden gegeneinander bewegt werden. Durch die Bewegung auf einer Kreisbahn wird es möglich, die Elektroden auch an schwer zugängliche Stellen eines Werkstücks zu führen. Durch die Bewegung auf einer Geraden kann anschließend präzise eine große Druckkraft zwischen den Elektroden aufgebracht werden, die über die Kontaktfläche und die Schweißdauer gleichmäßig und schwankungsfrei ist, ohne dass die Elektroden verkanten und/oder verrutschen. Dabei hat es sich als günstig erwiesen, dass die Bewegung der Elektroden auf der Kreisbahn und die Bewegung der Elektroden auf der Geraden nacheinander erfolgen. Die Schweißnaht hat beim Widerstandspunktschweißen üblicherweise eine punktförmige Geometrie.According to the invention So provided a welding process in which a weld is generated on a workpiece between two electrodes, wherein the electrodes by means of gun arms of welding tongs be moved against each other on a circular path and a straight line. Moving on a circular path makes it possible the electrodes also in hard-to-reach places a Workpiece to lead. By the movement on one Straight lines can then be precisely a large pressure force be applied between the electrodes, over the Contact area and the welding time evenly and fluctuation-free, without tilting the electrodes and / or slip. It has proved to be favorable that the movement of the electrodes on the circular path and the movement of the Electrodes take place on the straight line one after the other. The weld usually has resistance spot welding a point-shaped geometry.

Vorteilhaft ist es, dass zuerst die Elektroden auf der Kreisbahn rotatorisch um ein Gelenk bewegt werden und unmittelbar vor dem Kontakt beider Elektroden mit dem Werkstück die Elektroden auf der Geraden bewegt werden. Hierdurch wird sichergestellt, dass die Elektroden mit ihrer Kontaktfläche plan an der Oberfläche des Werkstücks anliegen. So ist es möglich, dass die eingeleitete Druckkraft gleichmäßig ist, wodurch auch der Schweißstrom gleichmäßig fließen kann. Somit ist eine hohe Qualität der Schweißnaht auch an schwer zugänglichen Schweißstellen möglich. Besonders günstig ist es, dass mittels eines Kraftelements die Bewegung auf der Geraden erzeugt wird und nach dem Ausschöpfen des Weges durch Erreichen eines Anschlags eine Kraft zwischen den Elektroden aufgebaut und gehalten wird.Advantageous it is that first the electrodes rotatory on the circular path to be moved around a joint and immediately before the contact of both Electrodes with the workpiece the electrodes on the line to be moved. This will ensure that the electrodes with its contact surface flat on the surface abut the workpiece. So it is possible that the introduced compressive force is uniform, whereby even the welding current flow evenly can. Thus, a high quality of the weld also possible in hard to reach welds. It is particularly favorable that by means of a force element the movement is generated on the straight and after exhausting of the way by reaching a stop a force between the Electrodes is constructed and maintained.

Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt inThe Invention allows for numerous embodiments. To further clarify its basic principle, one of them is in the drawing and will be described below. These shows in

1 eine schematische Darstellung von aus dem Stand der Technik bekannten Schweißzangen; 1 a schematic representation of known from the prior art welding tongs;

2 eine Ansicht einer Schweißzange nach Anspruch 1; 2 a view of a welding gun according to claim 1;

3 eine Ansicht einer Schweißzange nach Anspruch 1; 3 a view of a welding gun according to claim 1;

4 einen Ausschnitt der Schweißzange; 4 a section of the welding tongs;

5 einen Zangenarm. 5 a pliers arm.

1 zeigt zwei aus dem Stand der Technik bekannte Schweißzangen 1 mit Zangenarmen 2, 3, an denen jeweils eine Elektrode 4 befestigt ist. In Abbildung A ist eine Schweißzange 1 dargestellt, bei der die Zangenarme 2, 3 nach dem Scherenprinzip beweglich sind, sodass die Elektroden 4 relativ zueinander auf einer Kreisbahn entsprechend dem Pfeil 13 bewegt werden können. Eine solche Schweißzange 1 wird nach ihrer optischen Erscheinung auch X-Zange genannt. Abbildung B der 1 zeigt eine Schweißzange 1, bei der die Zangenarme 2, 3 derart beweglich sind, dass die Elektroden 4 relativ zueinander auf einer Geraden, wie durch Pfeil 13 dargestellt, bewegt werden können. Diese Schweißzange 1 wird auch C-Zange genannt. Die Bewegung der Zangenarme 2, 3 ist von einer Kraftaufbauvorrichtung 9 beeinflussbar. 1 shows two known from the prior art welding tongs 1 with pincer arms 2 . 3 , on each of which an electrode 4 is attached. In Figure A is a welding tongs 1 shown in which the pliers arms 2 . 3 are movable according to the scissors principle, so that the electrodes 4 relative to each other on a circular path corresponding to the arrow 13 can be moved. Such a welding tongs 1 According to its optical appearance, X-forceps are also called. Figure B the 1 shows a welding tongs 1 in which the pliers arms 2 . 3 are so movable that the electrodes 4 relative to each other on a straight line, as by arrow 13 represented, can be moved. This welding tongs 1 is also called C-forceps. The movement of the pliers arms 2 . 3 is from a force building device 9 influenced.

2 und 3 zeigen eine Ansicht der Schweißzange 1 gemäß Anspruch 1. Diese Schweißzange 1 vereint die unterschiedlichen Arbeitsprinzipien der X-Zange und der C-Zange in einer Schweißzange 1. Die 2 und 3 zeigen dabei zwei Arbeitszustände der Schweißzange 1. In 2 ist die Schweißzange 1 geöffnet. Die Zangenarme 2, 3 der Schweißzange 1 halten eine solche Position, wenn ein zu bearbeitendes Werkstück 5 zwischen den Elektroden 4 positioniert oder aus dieser Position entfernt wird. Zwischen den Zangenarmen 2, 3 ist die Kraftaufbauvorrichtung 9 zur Bewegung der Zangenarme 2, 3 angeordnet. Wird die Schweißzange 1 geschlossen, so bewegen sich die Zangenarme 2, 3 aufeinander zu, wie es durch den Pfeil 13 angedeutet wird. Für diese rotatorische Bewegung sind die Zangenarme 2, 3 über ein Gelenk 6 miteinander verbunden. Die Elektroden 4 bewegen sich dabei auf einer Kreisbahn. Diese Bewegung endet kurz bevor beide Elektroden 4 an dem Werkstück 5 anliegen. Dabei setzt der Zangenarm 2 auf einem Anschlag 12 des Zangenarms 3 auf. Sobald der Zangenarm 2 an dem Anschlag 12 des Zangenarms 3 anliegt, endet die rotatorische Bewegung der Zangenarme 2, 3. Durch die Kraftaufbau-vorrichtung 9 wird die Druckkraft zwischen den Zangenarmen 2, 3 weiter erhöht. Nun bewegen sich die Zangenarme 2, 3 auf einer Geraden aufeinander zu. Diese Bewegung ist in 3 mit Pfeil 14 angedeutet. Dabei übertragen die Elektroden 4 die Druckkraft an einer Schweißstelle 8 auf das Werkstück 5. Die Kraftaufbauvorrichtung 9 ist Teil eines Kraftelements, welches auch einen Energiespeicher 10 aufweist. Mittels des Energiespeichers 10 wird die Druckkraft gleichmäßig auf- beziehungsweise abgebaut und während des Schweißvorgangs konstant gehalten. 2 and 3 show a view of the welding gun 1 according to claim 1. This welding tongs 1 combines the different working principles of the X-tongs and the C-tongs in one welding tongs 1 , The 2 and 3 show two working states of the welding gun 1 , In 2 is the welding tongs 1 open. The pliers arms 2 . 3 the welding gun 1 hold such a position when a workpiece to be machined 5 between the electrodes 4 positioned or removed from this position. Between the pincer arms 2 . 3 is the force building device 9 to move the pliers poor 2 . 3 arranged. Will the welding gun 1 closed, so the pliers arms move 2 . 3 towards each other, as indicated by the arrow 13 is hinted at. For this rotational movement are the pliers arms 2 . 3 about a joint 6 connected with each other. The electrodes 4 move on a circular path. This movement ends shortly before both electrodes 4 on the workpiece 5 issue. In doing so, the pliers arm sets 2 on a stroke 12 the pliers arm 3 on. Once the forceps arm 2 at the stop 12 the pliers arm 3 abuts, the rotational movement of the pliers arms ends 2 . 3 , By the force-building device 9 is the compressive force between the gun arms 2 . 3 further increased. Now the pliers arms are moving 2 . 3 on a straight line towards each other. This movement is in 3 with arrow 14 indicated. In doing so, the electrodes transmit 4 the pressure force at a weld 8th on the workpiece 5 , The force building device 9 is part of a force element, which also has an energy storage 10 having. By means of the energy storage 10 the pressure force is evenly increased or decreased and kept constant during the welding process.

4 zeigt einen Ausschnitt der Schweißzange 1, wobei das Wirkprinzip eines Kraftelements 7 der Schweißzange 1 in den drei Abbildungen A, B, C dargestellt wird. Das Kraftelement 7 besteht aus einer Kraftaufbauvorrichtung 9 und einem Energiespeicher 10. Der Energiespeicher 10 umfasst unter anderem einen primären Energiespeicher 15, einen sekundären Energiespeicher 16 und ein Führungselement 11. Der primäre Energiespeicher 15 ist für die Niederhaltung des Zangenarms 2 verantwortlich. Abbildung A zeigt, wie durch den Anschlag 12 der Zangenarm 2 in seiner Rotationsbewegung gestoppt wird. Abbildung B zeigt, wie durch eine weitere Kraftaufbringung der Kraftaufbauvorrichtung 9 das Führungselement 11 einen Weg zurücklegt. Dadurch wird zusätzlich der sekundäre Energiespeicher 16 mit Kraft beaufschlagt und bewegt den Zangenarm 2. Der Zangenarm 2 legt einen Weg zurück, der abschließend durch den Kontakt der Elektroden mit dem Werkstück begrenzt wird. Nach Herstellung des Kontaktes zwischen dem Werkstück und den Elektroden wird an der in 2 dargestellten Schweißstelle eine Druckkraft aufgebaut. Dazu übt die Kraftaufbauvorrichtung 9 weiter eine Kraft auf die Zangenarme 2, 3 aus, wobei des Führungselement 11 einen weiteren Weg zurücklegt. Dabei wird die Druckkraft in der Schweißstelle über den sekundären Energiespeicher 16 weiter erhöht. Durch einen Anschlag 17 wird der Weg des Führungselements 11 begrenzt. Abbildung C zeigt, wie die erreichte Druckkraft an der Schweißstelle 8 von dem Energiespeicher 16 konstant gehalten wird, während mittels eines Stromflusses zwischen den Elektroden das Werkstück geschweißt wird. Durch den mechanischen Aufbau des Kraftelements ist es möglich, ohne Kraftsteuerung oder Kraftregelung – innerhalb der natürlichen Grenzen der Mechanik der Schweißzange 1 – eine beliebige Druckkraft auf das Werkstück aufzubringen. 4 shows a section of the welding gun 1 , wherein the operating principle of a force element 7 the welding gun 1 in the three figures A, B, C is shown. The force element 7 consists of a force-building device 9 and an energy store 10 , The energy storage 10 includes, among other things, a primary energy store 15 , a secondary energy store 16 and a guide element 11 , The primary energy storage 15 is for holding down the pliers arm 2 responsible. Figure A shows how through the stop 12 the pliers arm 2 is stopped in its rotational movement. Figure B shows how by another force application of the force building device 9 the guide element 11 a way back. This will additionally the secondary energy storage 16 applied with force and moves the gun arm 2 , The pliers arm 2 defines a path that is ultimately limited by the contact of the electrodes with the workpiece. After the contact between the workpiece and the electrodes has been established, contact is made on the in 2 illustrated welding a pressure force built up. For this exercises the force-building device 9 Continue to apply force to the pliers arms 2 . 3 out, being the guide element 11 travels another way. The pressure force in the welding point on the secondary energy storage 16 further increased. By a stop 17 becomes the path of the guiding element 11 limited. Figure C shows how the pressure force achieved at the weld 8th from the energy store 16 is held constant, while by means of a current flow between the electrodes, the workpiece is welded. Due to the mechanical structure of the force element, it is possible, without force control or force control - within the natural limits of the mechanics of the welding gun 1 - Apply any pressure on the workpiece.

5 zeigt einen Zangenarm 2, 3 der Schweißzange in Leichtbauweise. Der Zangenarm 2, 3 besteht aus einem gelöteten, gelochten Kastenprofil 18 mit einer wellenförmigen Ausfachung 19 mit Aussparungen 20 zum Durchführen einer in der Figur nicht dargestellten Kupferleitung. 5 shows a pliers arm 2 . 3 the welding gun in lightweight construction. The pliers arm 2 . 3 consists of a soldered, perforated box profile 18 with a wave-shaped infill 19 with recesses 20 for performing a copper line, not shown in the figure.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 19651329 B4 [0006, 0010]
- DE 19651329 C1 [0008]
DE 102005017172 B4 [0010]
- DE 202004015924 U1 [0010]

Claims

Welding tongs ( 1 ), in particular for resistance spot welding, with two gripper arms ( 2 . 3 ), each one electrode ( 4 ), the electrodes ( 4 ) for welding one between the electrodes ( 4 ) positionable workpiece ( 5 ) are movable against each other on a circular path and a straight line.

Welding tongs ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the pliers arms ( 2 . 3 ) are serially rotatory and translationally movable against each other.

Welding tongs ( 1 ) according to claims 1 or 2, characterized in that the welding tongs ( 1 ) at least one force element ( 7 ) having.

Welding tongs ( 1 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the force element ( 7 ) a force building device ( 9 ) and / or an energy store ( 10 ) which articulates with a pliers arm ( 2 . 3 ) or both forceps arms ( 2 . 3 ) are connected.

Welding tongs ( 1 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the welding tongs ( 1 ) at least one joint ( 6 ), wherein the energy store ( 10 ) between the joint ( 6 ) and a pliers arm ( 2 . 3 ) or within a forceps arm ( 2 . 3 ) is arranged.

Welding tongs ( 1 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that a tong arm ( 3 ) when opening and closing the welding gun ( 1 ) relative to a weld ( 8th ) is immovable.

Welding tongs ( 1 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the energy store ( 10 ) comprises a spring element, an elastomer and / or a machine element, in particular a pneumatic and / or hydraulic cylinder.

Welding tongs ( 1 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the welding tongs ( 1 ) and / or the pliers arms ( 2 . 3 ), from a profile with wavy infill ( 19 ) are formed.

Welding method, in particular resistance spot welding method, in which a weld ( 8th ) on a workpiece ( 5 ) between two electrodes ( 4 ), the electrodes ( 4 ) by means of pliers arms ( 2 . 3 ) of a welding tongs ( 1 ) are moved against each other on a circular path and a straight line.

Welding method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the movement of the electrodes ( 4 ) on the circular path and the movement of the electrodes ( 4 ) takes place one after the other on the straight line.

Welding method according to at least one of the preceding claims, characterized in that first the electrodes ( 4 ) rotates about a joint on the circular path ( 6 ) and immediately before the contact of both electrodes ( 4 ) with the workpiece ( 5 ) the electrodes ( 4 ) are moved on the straight line.

Welding method according to at least one of the preceding claims, characterized in that by means of a force element ( 7 ) the movement is generated on the straight line and after reaching the path by reaching a stop ( 12 ) a force between the electrodes ( 4 ) is constructed and maintained.